冬季續(xù)航里程的“腰斬”與頻見(jiàn)報(bào)端的著火事故，讓考慮換電車(chē)的杭州小陳猶豫不已。這也是不少消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)時(shí)的擔(dān)憂(yōu)。11月底，廣汽集團(tuán)建成國(guó)內(nèi)首條大容量全固態(tài)電池產(chǎn)線，正在小批量試產(chǎn)。固態(tài)電池這項(xiàng)被譽(yù)為“電池圣杯”的技術(shù)正加速?gòu)膶?shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化，有望解決新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航與安全的核心痛點(diǎn)。

固態(tài)電池不僅被視為新能源汽車(chē)的“完美能源答案”，還被預(yù)言為低空經(jīng)濟(jì)與人工智能革命的“能源密碼”。一旦大規(guī)模量產(chǎn)，無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉?lái)新紀(jì)元。然而，當(dāng)前所謂“量產(chǎn)”大多仍處于中試階段，成本高企，技術(shù)難點(diǎn)尚在攻關(guān)。從“藍(lán)圖”到真正“裝上車(chē)”“飛上天”，固態(tài)電池是“全村的希望”，還是一場(chǎng)需要穿越荊棘的技術(shù)遠(yuǎn)征？產(chǎn)業(yè)界與科研界正展開(kāi)一場(chǎng)關(guān)于時(shí)間、成本與科學(xué)規(guī)律的深度對(duì)話。

塔吊在工地上忙碌運(yùn)作，工程車(chē)輛來(lái)回穿梭，臺(tái)州黃巖總投資52億元的清陶能源固態(tài)電池項(xiàng)目正全力建設(shè)。明年建成后，將形成10GWh的固態(tài)電池年產(chǎn)能。臺(tái)州清陶能源科技有限公司總經(jīng)理馬健男表示，固態(tài)電池根據(jù)電解質(zhì)情況分為半固態(tài)與全固態(tài)，與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池在能量密度、安全性能和循環(huán)壽命上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。他詳細(xì)列舉了清陶能源研發(fā)的固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)：實(shí)測(cè)續(xù)航突破1000公里，工作溫度范圍拓寬至-40°C至120°C，在穿刺、擠壓等極端場(chǎng)景下不會(huì)起火爆炸，電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)3000次以上。按每年行駛2萬(wàn)公里計(jì)算，使用壽命可超10年，全生命周期成本降低40%。

浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授范修林用生動(dòng)的比喻解釋固態(tài)電池性能突破的原理：傳統(tǒng)鋰電池內(nèi)部像一個(gè)“流動(dòng)的化學(xué)工廠”，鋰離子在液態(tài)電解液中移動(dòng)完成充放電。但電解液怕冷怕撞，限制了性能。固態(tài)電解質(zhì)取代液體電解質(zhì)后，能量傳輸從“乘船渡河”變成了“陸路疾馳”。

一系列的性能優(yōu)勢(shì)，讓固態(tài)電池被視為動(dòng)力電池的“終極形態(tài)”，并引發(fā)全球范圍的產(chǎn)業(yè)熱潮。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，近四年國(guó)內(nèi)規(guī)劃固態(tài)電池產(chǎn)能已超450GWh，實(shí)際投產(chǎn)超25GWh。預(yù)計(jì)到2030年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1163億元，其中中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到182.3億元。在這場(chǎng)技術(shù)革新的浪潮中，不同的電解質(zhì)技術(shù)路線各展所長(zhǎng)。氧化物電解質(zhì)具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性；硫化物電解質(zhì)擁有極高的鋰離子電導(dǎo)率；聚合物電解質(zhì)則以輕質(zhì)、柔韌等特性見(jiàn)長(zhǎng)。三條技術(shù)路線齊頭并進(jìn)，共同推動(dòng)固態(tài)電池加速進(jìn)入生產(chǎn)線。

今年以來(lái)，億緯鋰能、國(guó)軒高科等頭部電池企業(yè)中試線建設(shè)取得積極進(jìn)展，寧德時(shí)代、比亞迪等行業(yè)龍頭也已啟動(dòng)半固態(tài)電池裝車(chē)測(cè)試。今年6月，瑞固（衢州）新材料科技有限公司硫化物固體電解質(zhì)項(xiàng)目正式點(diǎn)火投產(chǎn)，標(biāo)志著衢州固態(tài)電池核心材料實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這個(gè)項(xiàng)目的掌舵人王粲沖是一位分子工程博士。2017年，當(dāng)不少人對(duì)固態(tài)電池還持觀望態(tài)度時(shí)，他就已專(zhuān)注于硫化物電解質(zhì)的研發(fā)。如今，瑞固新材已實(shí)現(xiàn)百?lài)嵓?jí)產(chǎn)線的穩(wěn)定投產(chǎn)，可生產(chǎn)4大系列17種電解質(zhì)材料。到2028年，其產(chǎn)能將達(dá)到數(shù)千噸級(jí)別。

隨著核心技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)端熱情高漲，固態(tài)電池技術(shù)正加速?gòu)膶?shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線。然而業(yè)內(nèi)人士指出，當(dāng)前所謂的“量產(chǎn)”大多仍停留在中試階段，距離真正的商業(yè)化落地尚有距離。寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群曾以1至9的數(shù)字序列比喻技術(shù)成熟度：1代表初步探索，9意味著大規(guī)模量產(chǎn)。他認(rèn)為，當(dāng)前全固態(tài)電池的技術(shù)水平“最高只到4”，仍處于樣品試制與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的關(guān)鍵爬坡期。真正經(jīng)得起市場(chǎng)檢驗(yàn)的成熟產(chǎn)品尚未出現(xiàn)，當(dāng)前固態(tài)電池的量產(chǎn)并不等于真正的商業(yè)化落地。從實(shí)驗(yàn)室性能到規(guī)?；?、低成本、高可靠產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化之路，固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，仍面臨基礎(chǔ)研究與工程化的雙重挑戰(zhàn)。

成本高企是首要瓶頸。盡管固態(tài)電池技術(shù)路線多樣，但由于整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚小，原材料成本是一大考驗(yàn)。以瑞固新材專(zhuān)注的硫化物電解質(zhì)路線為例，主材硫化鋰占直接材料成本的60%–80%，其價(jià)格走勢(shì)直接決定電解質(zhì)總成本。而清陶能源選擇的“有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)”路線，成本則受高性能陶瓷粉體、專(zhuān)用粘結(jié)劑等核心材料價(jià)格的影響。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼表示，目前全固態(tài)電池進(jìn)入研發(fā)和中試階段，要持續(xù)加強(qiáng)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與工程化、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難題的研發(fā)攻關(guān)。當(dāng)前，固態(tài)電池的生產(chǎn)要求較高。以硫化物電解質(zhì)為例，其對(duì)水分和氧氣具有高度反應(yīng)性，必須在超低水氧的嚴(yán)格環(huán)境下生產(chǎn)，聚合物電解質(zhì)路線同樣面臨規(guī)?；に噧?yōu)化的挑戰(zhàn)。對(duì)生產(chǎn)工藝、設(shè)施、環(huán)境的較高要求，導(dǎo)致固態(tài)電池的生產(chǎn)成本顯著高于常規(guī)電池。此外，驗(yàn)證體系與標(biāo)準(zhǔn)有待完善。固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，還需通過(guò)嚴(yán)格的技術(shù)驗(yàn)證、法規(guī)認(rèn)證、成本考核以及全生命周期可靠性測(cè)試。與此同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)新技術(shù)認(rèn)知的深化和配套標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)也需同步推進(jìn)。

盡管挑戰(zhàn)重重，但產(chǎn)業(yè)界并未放慢腳步。圍繞成本、工藝等核心瓶頸，眾多企業(yè)正通過(guò)技術(shù)迭代、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，開(kāi)辟降本增效的可行路徑。清陶能源通過(guò)和上游材料企業(yè)共建供應(yīng)鏈，其原材料成本已降低30%。通過(guò)發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，固態(tài)電池單位制造成本較中試階段下降50%，正逐步接近高端液態(tài)鋰電池。預(yù)計(jì)到2027年，隨著二期20GWh產(chǎn)能投產(chǎn)與材料技術(shù)進(jìn)一步突破，單位成本有望降至0.3元/Wh以下，達(dá)到當(dāng)前主流液態(tài)鋰電池水平。在生產(chǎn)端，瑞固新材通過(guò)創(chuàng)新的規(guī)?；铣晒に嚕瑢?shí)現(xiàn)產(chǎn)品粒徑更小、更均一，既推動(dòng)了生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，又將通過(guò)規(guī)?；?yīng)進(jìn)一步攤薄總體成本。通過(guò)工藝優(yōu)化與產(chǎn)品迭代，其生產(chǎn)線正從百?lài)嵓?jí)向千噸級(jí)乃至更高規(guī)模邁進(jìn)。

我省多位業(yè)內(nèi)人士表示，隨著技術(shù)演進(jìn)加速、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同增強(qiáng)和規(guī)模效應(yīng)釋放，固態(tài)電池的商業(yè)化路徑正變得清晰。固態(tài)電池的前景遠(yuǎn)不止于新能源汽車(chē)。在低空經(jīng)濟(jì)與具身智能等新興領(lǐng)域，它同樣被寄予厚望。在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，目前受限于液態(tài)電池的能量密度，多數(shù)無(wú)人機(jī)續(xù)航僅約30分鐘，難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。而固態(tài)電池有望將其續(xù)航提升至1小時(shí)以上，載重能力增加20%，從而推動(dòng)“空中出租車(chē)”從概念走向現(xiàn)實(shí)。此前，國(guó)內(nèi)eVTOL領(lǐng)軍企業(yè)億航智能已戰(zhàn)略投資固態(tài)電池公司。寧德時(shí)代也與峰飛航空合作，共同開(kāi)發(fā)航空級(jí)電池。

京東集團(tuán)創(chuàng)始人劉強(qiáng)東表示，無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等主要還是卡在電池，一旦高密度固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)飛速增長(zhǎng)。那么，固態(tài)電池距離真正“裝上車(chē)、飛上天”還有多遠(yuǎn)？

產(chǎn)業(yè)界已給出頗具雄心的路線圖：豐田計(jì)劃于2027年推出全固態(tài)電池電動(dòng)車(chē)，宣稱(chēng)續(xù)航可達(dá)1200公里，充電僅需10分鐘；寶馬計(jì)劃在2025年推出測(cè)試車(chē)，目標(biāo)2030年前量產(chǎn)；國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)安汽車(chē)也規(guī)劃在2025年推出功能樣車(chē)，2026年完成裝車(chē)驗(yàn)證，2027年逐步量產(chǎn)。此前行業(yè)普遍預(yù)期2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，但隨著技術(shù)加速，這一節(jié)點(diǎn)可能提前至2027–2028年。固態(tài)電池應(yīng)用前期將聚焦高附加值場(chǎng)景，再逐步向大眾市場(chǎng)滲透，以規(guī)避與液態(tài)電池的直接成本競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)為技術(shù)完善爭(zhēng)取時(shí)間，但固態(tài)電池并不會(huì)馬上取代傳統(tǒng)鋰電池。

武漢大學(xué)教授艾新平坦言，從個(gè)人從事全固態(tài)電池研究的經(jīng)驗(yàn)來(lái)講，他對(duì)2027–2030年的量產(chǎn)窗口期持保留態(tài)度。范修林也指出，目前很難用具體“幾年”來(lái)回答這一問(wèn)題。他認(rèn)為，半固態(tài)電池可能率先在特定場(chǎng)景中試點(diǎn)應(yīng)用，而全固態(tài)電池的規(guī)?；宪?chē)仍需持續(xù)的科研攻堅(jiān)。在低空經(jīng)濟(jì)、機(jī)器人等對(duì)能量密度和安全性要求更高的領(lǐng)域，全面應(yīng)用的時(shí)間可能更長(zhǎng)。全固態(tài)電池元年的真正到來(lái)，既需信心更需耐心，科研界與產(chǎn)業(yè)界要共同推進(jìn)“概念優(yōu)勢(shì)”真正走向“工程現(xiàn)實(shí)”。固態(tài)電池要從“全村的希望”真正走向“全民的日?！?，前路或許比預(yù)期更長(zhǎng)，但每一階段扎實(shí)的進(jìn)步，都在推動(dòng)我們接近能源革命的下一站。